点昀技术 | CMS延时测试方案：系统延时不稳定性与原理分析

本方案采用了频闪光源和光敏检测组合的检具。测试的核心目标是测量CMS系统的整体延迟。频闪光源由方波信号驱动的白光LED组成，而光敏检测则依赖于光敏二极管和跨阻放大器。

在进行被测设备（DUT）的检测之前，首先需要测定检具本身的固有延迟，以便在后续测试中扣除。采用的方法是将光敏二极管（PD）直接对准LED进行测量。以下为测量所得关键数据：

• 从方波驱动信号上升到PD放大器开始上升的时间约为7.4微秒。

• 从方波驱动信号上升到PD放大器上升到90%的时间约为20.2微秒。

以上数据表明，检具本身的延迟在十微秒量级，对于测试毫秒级的DUT延迟可以忽略不计。

下图为本次实验的实测场景，本次测试使用的设备是点昀超低延时CMS电子后视镜：

2.3 实验数据（不含LCD响应时间）

本组进行了200组测试，本组数据是基于点昀技术低延时CMS方案（FPGA方案），只统计CMS系统延迟时间，除去LCD的上升响应时间，结果如下表：

通过对200个测试值进行了统计，结果显示：

• 最小延迟为3.3毫秒

• 最大延迟为19.6毫秒

那么，为什么会有如此大的差异呢？原因在于所用Sensor和LCD都是逐行扫描的。当Sensor恰好扫到LED照射区域，同时LCD恰好扫到PD检测区域时，就会得到最小延迟；如果Sensor刚刚扫过LED照射区域，而LCD刚刚扫过PD检测区域，则需要等它们扫完一圈回来才能捕捉到，这样就会得到最大延迟。

2.5 实验结论

最后，我们对实验结果进行分析，考虑到系统中实际存在的扫描行为，包括LED及其驱动、主机和屏、摄像头、PD和放大器等因素，得出了以下结论：

• 纯论CMS视频数据链路的延迟为3.3毫秒。
• 考虑到系统中的扫描行为，最大延迟为19.6毫秒。
• 平均延迟为11.8毫秒。
• 最大延迟和最小延迟之差约为帧周期（16.7毫秒）。

三、方案对比

为了确保数据的准确性和可靠性，我们还对两种不同的方案重新进行了多次测量和统计。以下是测量结果：

3.1 点昀技术超低延时CMS方案（FPGA方案）：

如上图所示，利用示波器对407个测量值样本统计。上图得出的Max、Min、Mean值还需要减去LCD的50%上升响应时间3ms，因为示波器统计的是上升到50%的延迟。

• 最大延迟19.24ms

• 最小延迟3.741ms

• 平均延迟12.46ms

• 最大延迟26.24ms

• 最小延迟10.741ms

• 平均延迟19.46ms

3.2 点昀技术SOC方案：

• 最大延迟36.24ms；

• 最小延迟19.36ms；

• 平均延迟27.87ms。

• 最大延迟43.24ms；

• 最小延迟26.741ms；

• 平均延迟34.46ms。

过本次延时测试，点昀技术不仅揭示了CMS电子后视镜系统延迟的精确数据，还深入探究了系统中各个组件之间的相互作用。这些数据对于优化系统性能、提升用户体验具有重要意义。希望这篇文章能为大家带来有价值的信息和启发。

原文始发于微信公众号（点昀技术）：点昀技术 | CMS延时测试方案：系统延时不稳定性与原理分析